1 / 21

1. előadás

1. előadás. Általános információk A fizika tárgya Az SI mértékrendszerről Vonatkoztatási és koordináta rendszerek. Általános információk. Tanulási jótanácsok Kontakt órák és önálló tanulás: 50%-50% (a „szabad idő” csak látszólag szabad, gyakorlás és önálló anyagfeldolgozás is szükséges)

ivory
Download Presentation

1. előadás

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 1. előadás Általános információk A fizika tárgya Az SI mértékrendszerről Vonatkoztatási és koordináta rendszerek

  2. Általános információk • Tanulási jótanácsok • Kontakt órák és önálló tanulás: 50%-50%(a „szabad idő” csak látszólag szabad, gyakorlás és önálló anyagfeldolgozás is szükséges) • A tanulás folyamata: 1 - megértés, 2 – bevésés • Az önálló jegyzetelés fontossága

  3. A fizikai mennyiség Fizika órán fizikai mennyiségekkel számolunk! Fizikai mennyiség = {mérőszám} {mértékegység} Sebesség = 5m/s - dimenzió: [LT-1] • A fizikai mennyiség dimenziója (jellege): • hosszúság – L • tömeg – M • idő - T Kapitány a gépháznak: -Mennyi? -Harminc! -Mi harminc? -Mi mennyi?

  4. A fizika tárgya • Azt vizsgálja, hogyan „működik” a természet • Mire jó a fizika? • Módszert és analógiákat mutat problémák megoldásához • Megmutatja az összefüggéseket

  5. A fizika – tudomány • A tudomány fejlődik: • Az egyes diszciplínák érvényességi köre behatárolódik: a korábbi egy általánosabb elmélet speciális esetévé válik • Megtanulunk helyesen feltenni kérdéseket • Értelmetlen kérdések: • Mit csinál a szél, amikor nem fúj? • Milyen színű az elektron? • …. • A megismerés módszere • 1. lépés: adatgyűjtés - hogyan? • 2. lépés: analízis – mi a közös? • 3. lépés: elmélet - miért?

  6. A természet leírásának nyelve: a matematika Új elmélet rendszerint új matematikát kíván • Newton és Leibniz - differenciál és integrálszámítás • Fourier – harmonikus analízis • Heisenberg – mátrix - mechanika • Feinmann - gráftechnika Az eredményes fizika feladatmegoldáshoz matematikai jártasságra van szükség. (Nincs értelme a verselemzésnek, ha el sem tudjuk azt olvasni.)

  7. Az SI mértékrendszerről Magyarországon 1979 óta kötelező az SI-mértékrendszer használata. Az 1991. évi XLV. törvény 1. melléklete határozza meg a szabványos magyar mértékegységrendszer alapjait. • Mérés: • A mérendő mennyiségben hányszor van meg a mértékegység mértékegység: m/s - dimenzió: [LT-1] • Dimenzió (jelleg): • hosszúság [L] • tömeg [M] • idő [T]

  8. A fizikai mennyiség fogalmi és számszerű jellemzői kialakulásának lépései: • Az egység meghatározása(hosszúság, tömeg, erő, ellenállás, …) • A nullpont megadása(0-km Bp. Lánchíd, budai hídfő / Római birodalomban Rómábanföldrajzi hosszúság: Greenwichhőmérséklet: 0Co, 0Fo, …) • Az egyenlőség kritériuma(hőmérséklet, kapacitás, időtartam,…) • Kisebb - nagyobb vonatkozás eldöntése(tömeg, fekete lyuk hőmérséklete) • Skálatörvény meghatározása(higanyszál/alkoholszál, lineáris/logaritmikus [dB, fénytan, hőtan, …])

  9. Mértékegységrendszer:az adott mérési területet felölelő mértékegységek összessége • A mértékegységrendszer kialakítás szempontjai: • Kevés számú alapegység • Szemléletesség (emberközeli – ne túl nagy, ne túl kicsi) [kg, m, s] • Többszörösök és tört részek egységes kezelése [10 hatványai - idő] • Az alapegységek legyenek függetlenek egymástól [MKSA, cgs] • Az egységek [etalonok] reprodukálhatók legyenek (természeti katasztrófa esetén is) • Az alapegységet definiáljuk [kg] • Két szemlélet: • A mértékegység akkor jó, ha mindig kéznél van (pl. láb) • A mértékegység természeti állandó legyen (Christian Huygens [1629-1675])

  10. Az SI kialakulása • 1790 – a francia nemzetgyűlés határozata • 1799 – ősméter: a Párizson áthaladó délkör 40 milliomod része „Minden időkre, minden népnek” • 1875 – nemzetközi méteregyezmény • 1960 – Mérésügyi Világszervezet IX. ülése: SI (Système international d’unités)

  11. Az SI felépítése(MSz 4900/1…12) • Alapegységek - 7 db • Kiegészítő egységek - 2 db • Leszármaztatott mennyiségek • Megtűrt egységek [hold, négyszögöl, Å, fényév, pc, …] A nem (hivatalos) SI egységeket is ismerni kell

  12. Kiegészítő egységek: radián és szteradián

  13. Mértékegységek átváltása • Sebesség: 54km/ó = 54*(1000m)/(3600s) = 15m/s • A grafit fajhője: c = 0,2cal/(goC) = 0,2*(4,186J)/(10-3kgoC) = 837,2J/kgoC • A mértékegységekkel is számolni kell! (Ne fosszuk meg magunk egy ellenőrzési lehetőségtől!)

  14. Vonatkoztatási és koordinátarendszerek Vonatkoztatási rendszer:olyan, a valóságban is létező, vagy létrehozható objektum, amihez a mozgásokat viszonyítjuk, ehhez viszonyítva fogalmazzuk meg a természeti törvényeket és rögzítjük a koordinátarendszert.(előadóterem, Föld, vasúti kocsi, távoli állócsillagok, …) • A mozgás leírása, a pályagörbe függ a vonatkoztatási rendszer megválasztásától • Szerepe: megtalálni a jelenségek lehető legegyszerűbb leírását • pedál mozgása: az országúthoz képest/a kerékpár vázához képest • a bolygók mozgása: a Földről nézve/a Napról, vagy távoli csillagról nézve

  15. Koordinátarendszer: a tér pontjainak helyzetét számszerűen jellemzi A tér dimenziószáma: a tér egy pontja helyének egyértelmű megadásához szükséges lineárisan független adatok száma • 0-dimenziós tér – pont • 1-dimenziós tér – vonal [x] • 2-dimenziós tér – felület [x,y], [r,j] • 3-dimenziós tér – térfogat [x,y,z], [r,j,z], [r,J,j] • … • n-dimenziós tér – hipertér [x1, x2, x3, …., xn]

  16. Speciális koordinátarendszerek • 2 dimenzióban: • Derékszögű (Descartes-féle) koordinátarendszer - [x,y] • Síkbeli polár-koordináta rendszer - [r,j] • 3 dimenzióban: • Derékszögű (Descartes-féle) koordinátarendszer - [x,y,z] • Henger koordinátarendszer - [r,j,z] • Térbeli polár-koordinátarendszer - [r,J,j] -------------------------------------------------------------- Kísérő triéder – [t,n,b]t – tangenciális (érintő),n – normális, b – binormális egységvektorok

  17. Áttérés az egyik koordinátarendszerről a másikra Házi feladat

  18. Fizikai mennyiségek • Skalár – csak nagyság (hőmérséklet, tömeg, idő, …) • Vektor – nagyság és irány (helyvektor: r=(x,y,z), erő: F=(Fx,Fy,Fz) • Tenzor – 3 dimenzióban 6 független adat (deformációs tenzor, tehetetlenségi tenzor, polarizációs tenzor …)

  19. Vektorok • Egységvektorok iexe1jeye2keze3 ------------------------------------------------ • v = (vx;vy;vz)= (v1;v2;v3) • v = vx* i+vy* j+vz* k • v = vx* ex+vy* ey+vz* ez • v = vx* e1+vy* e2+vz* e3 • v = v1* e1+v2* e2+v3* e3

  20. Műveletek vektorokkal • Összeadás/kivonás c = a ± b = (a1 ± b1,a2 ± b2,a3 ± b3) / ci = ai ± bi • Szorzás • Skalárral c = la = (la1,la2,la3) / ci = lai • Vektorral skalárisan c = ab = (a1b1+a2b2+a3b3) / c = Saibi c = ab*cos(j) / „a” az a vektor abszolút értéke • Vektorral vektoriálisan c = [ab] = a x b cx= (aybz-azby) – x => y => z => x [ciklikus permutáció] c = ab*sin(j) • Abszolút érték:

More Related